Cellule souche tumorale

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Cellule souche tumorale

• MASTER 1
• IMMUNO-HEMATO FONDAMENTALE et PATHOLOGIQUE
• 05 octobre 2006

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Plan

• I- Notion de cellule souche
• II- Cellule souche tumorale
• A- historique et concept général
• B- démonstration de lexistence dune cellule
  souche tumorale
• III- Cellule souche leucémique
• A- caractéristiques phénotypiques
• B- caractéristiques fonctionnelles
• C- cellule dorigine?
• D- mécanismes leucémogènes
• IV- implications thérapeutiques

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I- cellule souche généralités

• A- caractéristiques fondamentales
• auto-renouvellement
• potentiel de différenciation multililignées

• auto-renouvellement

symétrique
asymétrique
CSH
CSH
CSH
progéniteur
CSH
CSH
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I- cellule souche généralités

• B- cellules souches  normales 
• - cellule souche hématopoïétique
• - cellules souches embryonnaires
• - cellules souches mésenchymateuses
• -
• Caractéristiques dauto-renouvellement et
  capacité à reconstituer à elles-seules lensemble
  des phénotypes constituant la descendance

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Cellule souche hématopoïétique
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II- cellule souche tumorale

• A- Historique et concept général
• 1- constatations initiales
• Hétérogénéité des tumeurs
• - in vitro hétérogénéité des capacités
  prolifératives des cellules au sein dune même
  tumeur
• - 1962 , Mendelsohn adénocarcinomes mammaires
  de souris
• - 1970, Clarkson 1-12 des cellules de LAM ne
  sont pas en cycle
• -in vivo proportion minime de cellules
  capable de redonner naissance à une tumeur (Cf
  inj sous cut de cellules tumorales)

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• 2- hétérogénéité des tumeurs modèles proposés

modèle HIERARCHIQUE
modèle STOCHASTIQUE

• Chaque cellule probabilité équivalente ms
  faible dentrer en cycle
• cellule capable de repeupler tumeur
  divisions ( rare)
• rechute croissance de C résiduelle (chaque C à
  risque)
• mécanismes tumorogènes présents ds chaque C

• population rare de CSC fonctionnellement
  distincte
• - prolifération /AR
• - génère hiérarchie de C de phénotype différents
  (tumeur)
• persistance cert différenciat
• rechute persistance CSC
• mécanismes tumorogènes uniques ds CSC

Nécessité détudier les cellules à léchelon
individuel ou populations cellulaires homogènes
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• B- existence dune cellule souche tumorale
• 1- modèle général

• CSH
• (cellule souche hématopoïétique)
• auto-renouvellement
• différenciation multilignées
• reconstitution hématopoïèse

• CSL
• (cellule souche leucémique)
• auto-renouvellement
• différenciation multilignées
• capacité à reconstituer une tumeur (leucémie)
  ayant le même phénotype que la tumeur dorigine

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• 2- données expérimentales

• a) tests fonctionnels de clonogénicité in vitro
• Cultures à court terme
• 1/1O²-1O5 cellules de LAM capables de former
  colonies AML-CFU
• REPIQUAGE majorité AML-CFU pas de capacité AR
  (lt1)
• Limite cultures court-terme et limite spatiale
• Cultures en suspension (jusque 70 jrs) SC-IC et
  LTC-IC
• LTC-IC 1,6-37/105
• rare que AML-CFU dc hétérogénéité.
• Limites pas dévaluation in vivo (ne détecte
  pas CSH)

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• b) tests de repopulation in vivo

• xenotransplantation
• souris NOD/SCID irradiées
• transplantations secondaires
• (capacité dauto-renouvellement ?)
• transduction de cellules
• produits danomalies génétiques spécifiques
  de LAM

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• Bonnet et Dick 1997 existence de CSL
• - greffes de cellules de LAM1-7 humaines ds
  souris NOD/SCID.
• ? Leucémies chez souris hautement
  représentatives de leur équivalent humain (sauf
  avec cellules de LAM3)
• cellules capables de former LAM chez souris
  NOD/SCID
• SL-IC 0,2-100/106 CMN
• Transplantations multiples capacités d
  auto-renouvellement
• Seule une fraction très minoritaire des cellules
  de LAM capable dAR et prolifération nécessaire
  pr former nouvelle LAM
• Fractionnement des populations cellulaires sur le
  phénotype
• SL-IC parmi CD34CD38-, quel que soit sous-type
  AML

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(No Transcript)
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III- cellule souche leucémique

• A- Caractéristiques phénotypiques

CSL CD34 CD38- CD71- HLA DR- CD90 (Thy1)- CD117
(cKit)- CD123 (IL3-R)
CSH CD34 CD38- CD71- HLA DR- CD90 (Thy1) CD117
(cKit) CD123 (IL3-R)-
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• B- Caractéristiques fonctionnelles

• Étude du cycle cellulaire sur population de CSL
• QUIESCENCE
• facteur majeur de rechute

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• C- cellule dorigine ?
• 1- hypothèses

• toute cellule hématopoïétique?

• uniquement cellules primitives ?
• CSH / progéniteurs ?

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• 2- CSH comme cellule dorigine?

• propriétés AR et différenciation intrinsèques
• cellule à survie prolongée ? accumulation de
  mutations
• même phénotype
• même niveau de télomérase, indispensable pour
  maintenir longueur télomères et empêcher
  sénescence
• LMC clonalité multilignée, bcr-abl ds plusieurs
  lignées
• LAM anomalies CG retrouvées ds compartiment CSH
• Inactivation JunB ? Sd LMC-like uniquement
  losque inactivation ds compartiment CSH
  (Passégué, 2004)

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• 2- progéniteurs déjà engagés ?

• - nécessité de ré-acquisition de capacités dAR.
  effet de certains oncogènes?
• capacité de certains transcrits à redonner
  capacités dAR
• MLL-ENL, MOZ-TIF2 transduction ds progéniteurs
  murins
• ? capacités dAR in vitro
• ? LAM in vivo, transplantation secondaire
  possible
• pas bcr-abl
• cellules leucémiques humaines(Jamieson, NEJM
  2004)
• capacités dAR in vitro ds GMP issus de patients
  LMC en crise blastique
• A/R associé à hyperexpression ß caténine
  intranucléaire

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3- cellule dorigine hypothèses
importance CELLULE dORIGINE MECANISME
LEUCEMOGENE
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• D- mécanismes leucémogènes

• processus multi-étapes modèle two-hit
  (Gilliland)

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• processus multi-étapes réalité complexe
• prolifération / blocage de différenciation
• apoptose /survie accumulation dévénements
  génétiques secondaires
• aN bloquant diff ? survie
• PML-RARa, CBFß-MYH11 dim apoptose spontanée ou
  induite par dommages ADN
• rôle Bcl2 ds leucémogénèse?
• Souris doubles transgéniques bcl2 PML-RAR? LAM
  fréquente et rapidement
• NFkB activation constitutive ds majorité LAM
• in vitro inhibition NFkB apoptose accrue CSL,
  pas des CSH
• maintien des télomères ?

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• auto-renouvellement caractéristique ppale CSH et
  aspect indispensable des CSL
• Régulation inappropriée dA/R élément clé de
  leucémogénèse
• Mécanismes de régulation de AR mal compris
• rôle de Bmi1, Notch, SHH, Wnt-?caténine
• AR des CSL gt CSH
• Progéniteurs de LMC crise blastique A/R et
  hyperexpression ?caténine.

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III- cellule souche leucémiqueimplications
thérapeutiques

• principe actuel Ttt LAM induction
  consolidation
• rechute persistance de CSL ?
• Peu deffet des chimiothérapies conventionnelles
  sur CSL
• CSL ou  pré-CSL  phase G0? inefficacité des
  drogues  cycle-dépendantes 
• CSL cellules primitives mécanismes de survie
  type pompes defflux
• CSL moins dévénements oncogéniques que blastes
  ? moins sensible aux drogues

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• cibler CSL en respectant CSH ?
• ciblage marqueurs de surface spécifiques ?
• CD123 (IL3-R?) cible intéressante
• CD33 ? expression variable sur CSL
• induction apoptose ciblant spécifiquement CSL ?
• combinaison Ida inh. proteasome apoptose
  préférentielle CSL (Guzman, 2002)
• par down-régulation NFkB
• par induction p53
• inhibiteurs de PI3K
• ciblage des mécanismes dA/R
• - mais bénéfice thérapeutique réel?
• - ralentit progression CSL mais signal
  cytotoxique??
• - effet sur CSH ?

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Conclusions

• Concept de cellule souche leucémique accepté et
  validé
• Poursuite étude caractéristiques phénotypiques et
  fonctionnelles des CSL. Distinction CSL/CSH
• Intérêt transcriptome sur CSL
• distinguer différences moléculaires CSL/CSH,
• conséquences des événements oncogéniques
  successifs
• Leucémogénèse complexe, multi-étapes (rôle
  des capacités dAR). Impact cellule cible et
  événement transformant place des stimuli du
  microenvironnement?
• But thérapeutique combinée ciblant à la fois
   bulk  et CSL